有一个湖泊受污染,其湖水的容量为V立方米,每天流入湖的水量等于流出湖的水量.现假设下雨和蒸发平衡,且污染物和湖水均匀混合.用g(t)=pr+[g(0)−pr]e−rvt(p≥0),表示某一时刻一立方米湖水中所含污染物的克数(我们称其湖水污染质量分数),g(0)表示湖水污染初始质量分数.(1)当湖水污染质量分数为常数时,求湖水污染初始质量分数;(2)分析g(0)<pr时,湖水的污染程度如何.

问题描述:

有一个湖泊受污染,其湖水的容量为V立方米,每天流入湖的水量等于流出湖的水量.现假设下雨和蒸发平衡,且污染物和湖水均匀混合.用g(t)=

p
r
+[g(0)−
p
r
]e
r
v
t
(p≥0),表示某一时刻一立方米湖水中所含污染物的克数(我们称其湖水污染质量分数),g(0)表示湖水污染初始质量分数.
(1)当湖水污染质量分数为常数时,求湖水污染初始质量分数;
(2)分析g(0)<
p
r
时,湖水的污染程度如何.

(1)设0≤t1<t2,因为g(t)为常数,g(t1)=g(t2),即[g(0)−pr][e−rvt1−e−rvt2]=0,则g(0)=pr;(2)设0<t1<t2,g(t1)-g(t2)=[g(0)−pr][e−rvt1−e−rvt2]=[g(0)−pr]•ervt2−ervt1erv(t1+t2)因...
答案解析:(1)根据湖水污染质量分数为一个常数,可以设0≤t1<t2,必有g(t1)=g(t2),因式分解得关于g(0)的方程,解这个方程可得g(0)=

p
r

(2)设0<t1<t2,利用作差将所得式子因式分解,再根据已知条件讨论这个差的正负,可得g(t1)<g(t2),可得函数为增函数,所以随着时间的推移,湖水污染越来越严重.
考试点:函数模型的选择与应用.

知识点:本题考查含有字母参数函数的性质研究,属于中档题.在求值和讨论单调性时,应该注意因式分解技巧的应用.